Estabilizantes de Suelos

La Estabilización de Suelos

Los suelos mejoran cuando se les agrega un producto químico, puede ser cemento, cal, estabilizantes iónicos, acrílicos, coloidales, etc. La estabilización puede funcionar bien sea mediante los principios surfactantes de un estabilizante químico o bien por propiedades cementantes del mismo. Es importante determinar las condiciones geológicas del suelo estabilizado, si se va a trabajar con suelos arcillosos o si el suelo natural es limoso, o si se va a trabajar con suelos arenosos ya que no se puede usar el mismo estabilizador de suelos para todos los terrenos, los productos “milagrosos” no existen. Esto reduce la erosión y hace que el suelo sea más estable. Puede fortalecer su suelo agregándole aditivos químicos, no solo un tipo de material de construcción para la estabilización. Las técnicas de estabilización de suelos mejoran la resistencia del suelo a la erosión, las heladas y los cambios climáticos. Para evaluar la calidad del suelo, se necesitan ensayos de laboratorio y de campo. Las técnicas de estabilización deben probarse antes de ser aplicadas a proyectos reales e ir de la mano con un diseño de pavimentos. La compactación y el drenaje del agua es el procedimiento de estabilización más simple. Se pueden combinar dos o más suelos para mejorar sus características. Se utilizan aditivos como cemento, cal, cenizas volantes, residuos granulados, puzolana (un subproducto volcánico), hidrocarburos fluidos, cloruro de calcio, cloruros de potasio, etc. para mejorar las propiedades físicas o químicas del suelo.La estabilización de la explanada vial se realiza mecánicamente mediante compactación o mezcla del suelo existente con otro aporte (es decir, arena). Este proceso mejora la estructura del suelo y reduce la permeabilidad. Los suelos con mala granulación se mejoran con aditivos. Estos suelos se denominan suelos “mejorados”.La estabilización química se puede realizar “in situ” o se puede llevar la mezcla a una planta central. Dependiendo de la profundidad del tratamiento, la estabilización química puede considerarse como métodos de mezcla profunda o estabilización de masa. También se pueden incluir aquí los suelos estabilizados por inyección o jet grouting. Además, dependiendo de la profundidad del tratamiento, la estabilización química se puede dividir en técnicas de mezcla húmeda (mezcla de suelo) y mezcla seca (cemento).Este manual describe cómo estabilizar suelos utilizando cemento o cal. El autor proporciona una breve introducción. Proporciona enlaces a más información sobre el tema. También hay un video que muestra el proceso de construcción.

El procedimiento de construcción para mejorar la compactación del suelo se basa en máquinas. La compactación del suelo se realiza mediante máquinas que utilizan maquinaria. El manual describe cómo mejorar la compactación del suelo.

¿Cómo se realiza la estabilización de suelos?

La estabilización de suelos se realiza de dos formas: in situ y ex situ. In situ significa que el material se mezcla con el propio suelo. Ex situ significa que el material se prepara y se mezcla con los aditivos químicos en una zona exterior a la calzada o sección vial a intervenir y posteriormente el suelo tratado es transportado y extendidas las capas de suelo en la zona de trabajo. Normalmente se trabaja con el suelo seco y posteriormente alcanzada la humedad óptima in-situ, para evitar reacciones tempranas en el caso de suelos con cemento. Típicamente, se opta por trabajar in situ a ex situ por varias razones. Es más económico y práctico que ex situ, los costos asociados al transporte de materiales típicamente aumenta el costo de la estabilización y la cantidad de tiempo requerido para la preparación es más alta. 

¿Cuáles son las ventajas de la estabilización del suelo?

La estabilización del suelo aumenta la resistencia del suelo, mejora la capacidad de repeler el agua del suelo, mejora la capacidad del suelo para resistir la erosión, mejora la capacidad de soportar la congelación y descongelación, mejora la capacidad del suelo para retener agua. La incorporación de un producto estabilizante o aditivo químico con el suelo natural típicamente tiende a ser un método económico y más rápido en comparación con la construcción de estructuras con materiales convencionales. En resumen, las mezclas de suelos con materiales cementantes o un producto estabilizante para modificar las propiedades fisicoquímicas del suelo y mejorar su resistencia mecánica se traduce en un ahorro en tiempo y dinero para la instalación de una capa de suelo estructural (o varias) que hace parte total o parcial en la estructura de pavimento.  

¿Cómo se logra la estabilización de suelos blandos?

Para suelos duros, utilizamos métodos mecánicos. Aplicamos presión al suelo para aumentar su densidad. Esta técnica se llama compactación de suelos. Para suelos blandos de baja capacidad, necesitamos agregar materiales al suelo. Ayudan a que el suelo se vuelva más duro y denso. Esta técnica se llama estabilización. La estabilización de suelos se realiza mediante la aplicación de diferentes tipos de materiales. Los materiales incluyen cemento, cal, cenizas volantes, materiales puzolánicos, cloruro de calcio, cloruro de potasio, etc.

¿Por qué necesitamos mejorar el suelo?

Los suelos naturales típicamente no cumplen con la capacidad portante requerida en un determinado diseño; por tanto se hace necesaria la modificación del mismo para aumentar su capacidad de soporte de acuerdo con los volúmenes de tránsito del tramo vial. El proceso constructivo puede variar en función de los equipos disponibles, condiciones climáticas y condiciones del terreno. La mejora de un suelo busca modificar las propiedades del suelo para lograr mayores resistencias, sin la necesidad de la adición o transporte de materiales granulares en la estructura de la vía. 

Mejorar el suelo permite generar ahorros en tiempos de construcción, ahorros económicos en los costos totales de la obra, conservación de los recursos naturales y una construcción más sostenible y de menores impactos ambientales. 

Estabilización de Suelos para Uso Vial

En la construcción de carreteras, la estabilización de los suelos aumenta las resistencias mecánicas de los terrenos naturales. También se presentan análisis detallados de las técnicas utilizadas para estabilizar suelos. La estabilización del suelo es un proceso utilizado para mejorar la calidad del suelo y prevenir la erosión del mismo. Esto se puede hacer agregándole al suelo cualquiera entre una amplia gama de productos tales como el hidróxido de sodio, cloruro de calcio, cenizas volantes, componentes de naturaleza puzolánica, aluminatos cálcicos, cal para estabilización, cenizas de carbón, cenizas volcánicas, hidróxido de calcio, aditivo iónico, cloruro de sodio, productos cementantes u otras sustancias al suelo. Las técnicas de estabilización incluyen las que se producen por acción mecánica (compactación o granulometría), o la incorporación de un aditivo para luego surtir los procesos de estabilización. Aparecen en el mercado estabilizadores iónicos, tal como el estabilizante de suelos PREI-16 o PREA-03 de Pro-Road, destinados a mejorar las características viales de suelos de baja resistencia mecánica. Esto aplica para varios tipos de suelos, con diferentes características y diferentes propiedades geotécnicas, tales como suelos arcillosos, suelos lateríticos, suelos cohesivos en general, suelos arenosos, suelos de baja plasticidad y alta, suelos expansivos, suelos inestables, etc. Los suelos arcillosos, formados principalmente por pequeños filosilicatos laminares, lo que les confiere una elevada superficie específica, y por su pequeño tamaño, les confieren también la presencia de cargas eléctricas, lo que les permite absorber agua y otros líquidos polares en proporciones importantes, y fijan o intercambian cationes. La absorción de agua en el espacio interlamelar conduce a la separación de la lamela, provocando el hinchamiento de estos suelos, y perjudicial para las estructuras viales. Los estabilizantes de suelos iónicos como el PREI-16 son capaces de intercambiar iones fijados en las superficies exteriores y en los espacios interlaminales por otros iones existentes en la solución acuosa. Este proceso está asociado a la eliminación del agua de la película por sustitución de cationes, disminución del hinchamiento y aumento de la resistencia. El análisis del pH del suelo es muy importante porque determina su capacidad de intercambio.

En cuando a la construcción de carreteras como tal, el proceso que se debe seguir, en general es el siguiente: Primero se debe escarificar una capa, luego se debe incorporar el estabilizador por riego u esparcido, se homogeniza el suelo y se le adiciona agua para llegar a su humedad óptima de compactación, se perfila el suelo de acuerdo con la topografía y se compacta. Se deben llevar a cabo los controles del caso y además se realizan pruebas para determinar si el suelo está listo para recibir los aditivos o estabilizadores. Se llevan a cabo los controles luego de resistencia requeridos para controlar la calidad y capacidad portante de las capas del pavimento construidas.  

Productos Estabilizantes de Suelos

La estabilización de suelos es una parte muy importante de los proyectos de construcción, pero hay muchas empresas que ofrecen productos que no son tan efectivos como otros. En Pro-Road tenemos diferentes tipos de productos de estabilización de suelo para cada tipo de suelo, no un solo producto milagroso que sirve para todos los suelos. Cada vía tiene sus condiciones únicas, un diseño de carreteras único y asimismo, una solución a la medida de la estabilización, que además debe incluir un diseño experimental para luego ser llevado a campo. Nuestro objetivo es encontrar una solución que funcione de manera óptima para el proyecto, y nuestros productos están diseñados para trabajar con las características del suelo. Independientemente de si se trata de un suelo arcilloso, un suelo arenoso o incluso un suelo granular, los probamos y encontramos la solución que mejor se adapte a su proyecto y además esté optimizada económicamente de acuerdo a las necesidades de cada proyecto y a su volumen de tránsito.

¿Qué es el Pro-Road Estabilizante Iónico PREI-16?

PREI-16 es el acrónimo para Pro-Road Estabilizante Iónico 16. Este es un estabilizante líquido iónico de suelos cohesivos para mejorar la capacidad portante del suelo ‘in-situ’ sin necesidad de usar granulares (Base y Sub Base) para la conformación de la estructura de la vía. Este producto permite alterar el comportamiento físico-químico de suelos cohesivos, de mediana a alta plasticidad, para permitir que el suelo se comporte de forma óptima al reducir su plasticidad y aumentar su capacidad de soporte.

¿Qué es el Pro-Road Estabilizante Acrílico PREA-03?

PREA-03 es el acónimo para Pro-Road Estabilizante Acrílico 03. Este es un estabilizante líquido acrílico de suelos no cohesivos / no plásticos para mejorar la capacidad portante del suelo ‘in-situ’ sin necesidad de usar granulares (Base y Sub Base) para la conformación de la estructura de la vía. Este producto permite generar cohesión entre las partículas de suelo a través de sus capacidades cementantes. Este producto permite que un suelo suelto, de baja capacidad portante, se solidifique de forma monolítica y aumente su capacidad de soporte.